高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行课后测评

第4节　宇宙航行1.某位同学设想了人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭)，其中不可能的是(　　)2.关于宇宙速度，下列说法正确的是(　　)A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C.第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D.第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度3.关于静止卫星的描述正确的是(　　)A.静止卫星的轨道与赤道是同心圆B.静止卫星的轨道高度可以是任意高度C.静止卫星的周期与月球的公转周期相同D.静止卫星转向与地球的转向相反4.三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RATB>TA，所以卫星B、C还未到A点下方，且B、C位置一定不在同一条直线上，所以选项C正确。5.A　由Gm地mr2=mω2r可得ω=Gm地r3，轨道半径越大，角速度越小，故卫星a的角速度的大小小于c的角速度的大小，选项A正确；由Gm地mr2=ma可得a=Gm地r2，由于a、b的轨道半径相同，所以两者的向心加速度大小相同，选项B错误；第一宇宙速度是近地卫星绕地球做圆周运动的速度，由Gm地mr2=mv2r可得v=Gm地r，轨道半径越大，线速度越小，所以卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；由Gm地mr2=m4π2T2r可得T=2πr3Gm地，a、b轨道半径相同，周期相同，所以卫星b的周期等于24 h，选项D错误。6.C　根据人造卫星的万有引力等于向心力，得Gm0mr2=m4π2T2r=mω2r=mv2r=ma，可得T=2πr3Gm0，ω=Gm0r3，v=Gm0r，a=Gm0r2，可知卫星的轨道半径越大，角速度、线速度、向心加速度越小，周期越大，由题知神舟七号轨道半径小于神舟六号的轨道半径，则知神舟七号周期小，神舟七号角速度、速度和向心加速度都大，选项C错误，A、B、D正确。7.【答案】15.8 km/s【解析】根据Gm0mR2=mv2R得第一宇宙速度v=Gm0R因为行星的质量为地球质量的16倍，半径为地球半径的4倍，则行星第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2倍。所以行星的第一宇宙速度v=7.9×2 km/s=15.8 km/s。8.B　由Gm地mr2=mv2r，得v=Gm地r，将m地=43πr3ρ代入，可得v∝rρ，所以该星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的kn倍，选项B正确。9.B　由Gm地mr2=mv2r=ma得v=Gm地r，a=Gm地r2，同步卫星的周期为24 h，则同步卫星的周期大于极地卫星的周期，由周期与轨道半径的关系知，同步卫星的轨道半径较大，则同步卫星的线速度较小，向心加速度较小，故选项A错误，B正确；同步卫星的高度高，所以同步卫星的发射速度大，选项C错误；极地卫星不是地球同步卫星，所以相对于地面不静止，选项D错误。10.A　静止卫星，即与地面保持相对静止，与地球自转周期相同，其定位于赤道上空，距离地面的高度为定值，选项A正确，B、C、D错误。11.C　第一宇宙速度是从地球表面发射人造地球卫星的最小发射速度，是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，选项A错误；静止卫星一定在赤道上空，选项B错误；根据牛顿第二定律得Gm0mr2=ma，根据万有引力等于重力得Gm0mR2=mg，解得a=R2r2g，选项C正确；卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，Gm0mr2=m4π2T2r，解得T=2πr3gR2，选项D错误。12.AD　人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=Gm0r，轨道半径越大，速度越小，由于地球半径作为轨道半径是最小的，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，同时也是卫星在近地圆轨道运行的速度，选项A错误，B正确。物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9 km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9 km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9 km/s，选项C正确。人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=Gm0r，根据黄金代换Gm0=gR2，所以人造卫星环绕地球运行的速度还可以表示为v=gR2r，g为地球表面重力加速度。根据克服地球的引力做功，可知离地面越高需要克服引力做功越多，所以发射到越远的地方越不容易，选项D错误。13.BCD　人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得Gm0m(2R)2=mv22R=m4π2T2·2R=ma；在地球表面，根据万有引力等于重力，得Gm0mR2=mg，可得Gm0=gR2；联立两式解得v=gR2，周期T=4π2Rg，加速度为a=g4，选项A错误，B、C、D正确。14.CD　卫星c加速后将脱离轨道2做离心运动，不可能沿虚线追上空间站b，也不可能运动到轨道1与飞船a对接，选项A、B错误；飞船a加速后将脱离轨道1做离心运动，可以与空间站b对接，选项C正确；飞船a从轨道1切换到轨道2后，半径变大，由a=Gm地r2可知向心加速度变小，选项D正确。15.【答案】(1)2v0tanθt　(2)2v0Rtanθt【解析】(1)物体落在斜面上有tan θ=yx=12gt2v0t，解得g=2v0tanθt。(2)根据万有引力提供向心力得Gm0mR2=mv2R，另Gm0=gR2，则v=Gm0R=Rg=2v0Rtanθt。